מאפייני מדי מפלס מכ"ם הידרוגרפיים

מד מפלס מכ"ם הידרוגרפי, המכונה גם מד מפלס מים מכ"ם ללא מגע, הוא מכשיר מתקדם המשתמש בגלים אלקטרומגנטיים בתדר גבוה (גלי מיקרו) כדי למדוד את המרחק לפני המים. הוא משדר גל מכ"ם דרך אנטנה וקולט את ההד המוחזר מפני המים. מפלס המים מחושב על סמך הזמן שלוקח לגל לעבור מרחק זה.

המאפיינים העיקריים שלה הם כדלקמן:

1. מדידה ללא מגע

• יתרון: החיישן אינו בא במגע עם גוף המים הנמדד, ובכך נמנע באופן מהותי מבעיות הטמונות בשיטות מגע - כגון שקיעת סחף, הסתבכות עשבים שוטים, קורוזיה וקרח - אשר פוגעות במדידים מסורתיים (למשל, מסוג צף, מבוסס לחץ).
• תוצאה: תחזוקה נמוכה במיוחד וחיי שירות ארוכים, מה שהופך אותו למתאים במיוחד לסביבות הידרולוגיות קשות.

2. דיוק מדידה גבוה, ללא השפעה על תנאי סביבה

• יתרון: התפשטות גלי מכ"ם כמעט ואינה מושפעת מטמפרטורה, לחות, לחץ אטמוספרי, רוח, גשם או אבק.
• השוואה עם מדי אולטרסאונד: דיוק מד המפלס האולטרסאונד מושפע משינויים בטמפרטורת הסביבה (הדורשים פיצוי) ומרוח חזקה, בעוד שגלי מכ"ם מתפקדים מצוין בתנאים אלה, ומציעים יציבות מעולה.

3. יכולת חזקה נגד התערבות

• יתרון: מדי מפלס מכ"ם פועלים בדרך כלל בתחום K-band או בתדרים גבוהים יותר, וכוללים זווית אלומה קטנה ואנרגיה מרוכזת. זה מאפשר להם לחדור ביעילות קצף, אדים וכמות קטנה של פסולת צפה, והם אינם מושפעים משינויים בצבע המים או בצפיפותם.
• תוצאה: ניתן להשיג מדידות יציבות ואמינות אפילו על משטחי מים עם גלים קלים, קצף או קיטור.

4. התקנה קלה, אין צורך בשינויים מבניים

• יתרון: נדרש רק מיקום הרכבה מתאים מעל נקודת המדידה (למשל, על גשר, קורת רוחב בבאר ניקוז או עמוד). אין צורך לבנות באר ניקוז או לבצע שינויים משמעותיים במבנים קיימים.
• תוצאה: הפחתה משמעותית של עלויות הנדסה אזרחית ומורכבות ההתקנה, מועילה במיוחד לשדרוג תחנות קיימות.

5. מגוון רחב של יישומים

• יתרון: ניתן לשימוש כמעט בכל סוגי גופי המים, כולל נהרות, תעלות, מאגרים, אגמים, בארות מי תהום ומכלים שונים במתקני טיהור שפכים (בארות כניסה, מיכלי אוורור וכו').

חסרונות ושיקולים:

• עלות התחלתית גבוהה יותר: עלות הרכש גבוהה בדרך כלל בהשוואה למתמרי לחץ שקועים מסורתיים או מדי מפלס מים צפים.
• הפרעות הד כוזב: בבארות יציאה צרות או בסביבות מורכבות עם צינורות או סוגריים רבים, גלי מכ"ם עשויים להשתקף מהקירות הפנימיים או ממכשולים אחרים, וליצור הדים כוזבים הדורשים סינון תוכנה. מדי מפלס מכ"ם מודרניים כוללים בדרך כלל אלגוריתמים מתקדמים לעיבוד הד כדי להתמודד עם זה.
• השפעה קיצונית של גלים: במים פתוחים עם גלים גדולים מאוד (למשל, חופים, מאגרים גדולים), תנודות פני השטח קשות עלולות לאתגר את יציבות המדידה, מה שמצריך בחירת דגם מתאים יותר ומיקום התקנה אופטימלי.

2. מקרי יישום

בשל אופיים ללא מגע ואמינותם הגבוהה, מדי מפלס מכ"ם נמצאים בשימוש נרחב בניטור הידרומטרי, פרויקטים של שימור מים וניהול מים עירוני.

מקרה 1: תחנות ניטור הידרולוגיות בנהרות הרריים

• אתגר: מפלס המים בנהרות הרריים עולה ויורד במהירות, כאשר זרמים מהירים נושאים כמויות גדולות של משקעים ופסולת צפה (ענפים, עשבים שוטים). חיישני מגע מסורתיים נהרסים בקלות, נסתמים או מסתבכים, מה שמוביל לאובדן נתונים.
• פתרון: התקנת מד מפלס מכ"ם על גשר, כאשר הגשושית מכוונת אנכית לכיוון פני הנהר.
• תוֹצָאָה:
  • ללא תחזוקה: נמנע לחלוטין מהשפעות של משקעים ופסולת, ולוכד באופן אמין את ההידרוגרף המלא במהלך עונות שיטפונות.
  • בטיחות: אנשי התקנה ותחזוקה אינם צריכים לפעול בקצה המים המסוכן או במהלך שיטפונות, מה שמבטיח את הבטיחות.
  • שלמות נתונים: מספק נתונים קריטיים רציפים ומדויקים להתרעות מפני שיטפונות ולוויסות משאבי מים.

מקרה 2: רשת ניקוז עירונית וניטור ספיגת מים

• אתגר: הסביבה הפנימית של ביוב עירוני ותעלות ניקוז היא קשה, עם בעיות כמו ביוגז קורוזיבי, שקיעת סחף ונזקי מזיקים. חיישני מגע ניזוקים בקלות וקשים לתחזוקה.
• פתרון: התקינו מדי מפלס מכ"ם בעלי דירוגי הגנה גבוהים (פוטנציאלית עמידים בפני פיצוץ) בצד הפנימי של מכסי ביוב או קורות רוחב כדי למדוד את מפלס המים בתוך הבאר.
• תוֹצָאָה:
  • עמידות בפני קורוזיה: מדידה ללא מגע אינה מושפעת מגזים קורוזיביים בתוך הבאר.
  • נגד סחף: מונע כשל חיישן עקב קבורה בסחף.
  • ניטור בזמן אמת: ניטור מפלסי מילוי צנרת בזמן אמת, מתן תמיכה בנתונים לשליחת ניקוז עירוני והתרעות על ספיגת מים, ותורם ליוזמות "מים חכמים" ו"עיר ספוגית".

מקרה 3: ניטור בטיחות מאגרים וסכרים

• אתגר: מפלס המים במאגר הוא פרמטר תפעולי מרכזי, הדורש מדידה אמינה ומדויקת לחלוטין. שיטות מסורתיות עלולות להיות מושפעות מצמיחת צמחייה על מדרון הסכר בתוך אזור התנודות.
• פתרון: התקנת מדי מפלס מכ"ם מדויקים משני צידי מפלס הסכר או על מגדל ניטור כדי לנטר את מפלס המאגר בזמן אמת.
• תוֹצָאָה:
  • אמינות גבוהה: מספק את בסיס הנתונים הקריטי ביותר לפעולות בקרת הצפות במאגרים ואספקת מים.
  • שילוב חלק: ניתן לשלב נתונים ישירות במערכות דיווח אוטומטיות על נגר גשמים ומערכות ניטור בטיחות סכרים, מה שמאפשר ניהול אוטומטי.
  • יציבות לטווח ארוך: כמעט ללא בלאי, מספק נתונים עקביים לאורך זמן, אידיאלי לניטור בטיחות.

מקרה 4: מדידת מים אוטומטית בתעלות השקיה

• אתגר: תעלות השקיה חקלאיות בעלות זרימה יחסית עדינה אך עשויות להכיל עשבים שוטים. נדרשת שיטת מדידה הדורשת תחזוקה נמוכה לניהול יעיל של משאבי מים וחיוב.
• פתרון: התקנת מדי מפלס מכ"ם במקטעים מרכזיים (למשל, שערים, תעלות). על ידי מדידת מפלס המים ושילובו עם חתך התעלה ומודל הידראולי, מחושבים קצב הזרימה המיידי והנפח המצטבר.
• תוֹצָאָה:
  • התקנה פשוטה: אין צורך לבנות מבני מדידה מורכבים בתעלה.
  • קריאת מונה מרחוק: בשילוב עם מסופי טלמטריה, המערכת מאפשרת איסוף נתונים אוטומטי וחיוב מרחוק, ובכך מודרניזציה של ניהול ההשקיה.

תַקצִיר

מדי מפלס רדאר הידרוגרפיים, עם תכונותיהם הבולטות של פעולה ללא מגע, דיוק גבוה, אמינות גבוהה ותחזוקה מועטה, הופכים לאחת הטכנולוגיות המועדפות בניטור הידרומטרי ומשאבי מים מודרניים. הם מטפלים ביעילות בנקודות כאב רבות בהן נתקלות שיטות מדידת מפלס מים מסורתיות בסביבות מורכבות, ומספקים תמיכה טכנית חזקה להתרעות על שיטפונות, ניהול משאבי מים, מניעת התחממות עירונית ותפעול בטוח של פרויקטים של הנדסה הידראולית.

סט שלם של שרתים ותוכנה מודול אלחוטי, תומך RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

למידע נוסף על חיישני רדאר,

אנא צרו קשר עם Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

אתר החברה:www.hondetechco.com

טלפון: 86-15210548582+